四管分層注水工藝管柱應(yīng)用探討

趙元 滕達(dá)

摘? 要：文章分析了四管分層注水工藝管柱的使用方式，這種管柱包括套管和井口，在套管內(nèi)自上而下依次間隔設(shè)有上部橋塞、中部橋塞和下部橋塞，上部橋塞、中部橋塞和下部橋塞將套管內(nèi)沿軸向分隔成四段，每段對(duì)應(yīng)一個(gè)注水層段，注水管由共軸的外層油管、中層油管和內(nèi)層油管構(gòu)成，每層油管由油管、專用油管變扣、專用萬向節(jié)、密封插管構(gòu)成。這種工藝具有地面操作完成定量配水，配水量控制更精確、調(diào)節(jié)更方便，該四管分層注水工藝管柱具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、操縱方便、易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，深受相關(guān)行業(yè)的歡迎。

關(guān)鍵詞：四管;分層注水;工藝管柱

Abstract： This paper analyzes the use mode of four-pipe layered water injection process pipe string， which includes casing and wellhead. Upper bridge plug， middle bridge plug and lower bridge plug are arranged at intervals in the casing from top to bottom. The upper bridge plug， the middle bridge plug and the lower bridge plug divide the casing into four sections along the axial direction， each section corresponds to a water injection layer section， and the injection pipe is composed of a coaxial outer tubing， a middle tubing and an inner tubing. Each layer of tubing is composed of tubing， special tubing buckle， special universal joint and sealed pipes. This process has the advantages of ground operation to complete quantitative water distribution， more accurate water distribution control and more convenient adjustment. The four-pipe stratified water injection process string has the advantages of simple structure， reliable work， convenient operation， easy maintenance and so on.

四管分層注水工藝管柱由外層油管、中層油管和內(nèi)層油管將套管內(nèi)沿徑向分隔成套外環(huán)形注水通道、外中環(huán)形注水通道、中內(nèi)環(huán)形注水通道和中心注水通道，該四管分層注水工藝管柱每個(gè)層段都有獨(dú)立的注水通道，井下無需設(shè)置配水裝置，套管內(nèi)自上而下依次間隔設(shè)有上部橋塞、中部橋塞和下部橋塞，上部橋塞、中部橋塞和下部橋塞將套管內(nèi)沿軸向分隔成四段，每段對(duì)應(yīng)一個(gè)注水層段，注水管由共軸的外層油管、中層油管和內(nèi)層油管構(gòu)成，外層油管、中層油管和內(nèi)層油管將套管內(nèi)沿徑向分隔成套外環(huán)形注水通道、外中環(huán)形注水通道、中內(nèi)環(huán)形注水通道和中心注水通道，外層油管下端接外層油管密封插管，外層油管密封插管與上部橋塞采用泵間隙配合和膠圈雙重密封，外層油管密封插管下緣與中層油管之間環(huán)縫構(gòu)成外中注水口，中層油管下端接中層油管密封插管，中層油管密封插管與中部橋塞采用泵間隙配合和膠圈雙重密封，中層油管密封插管下緣與內(nèi)層油管之間環(huán)縫構(gòu)成中內(nèi)注水口，內(nèi)層油管下端接內(nèi)層油管密封插管，內(nèi)層油管密封插管與下部橋塞采用泵間隙配合和膠圈雙重密封，內(nèi)層油管下端開口構(gòu)成中心注水口。

1 現(xiàn)有分層注水背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)油井分層注水多采用偏心分層注水管柱，這種管柱以油管為中心，通過封隔器將油井分隔為若干層段，在需要進(jìn)行配注的層段和位置連接偏心配水器，這種偏心分層注水管柱可以實(shí)現(xiàn)兩級(jí)兩段和三級(jí)三段分層注水。但是，這種偏心分層注水管柱的偏心配水器設(shè)置在井下，調(diào)節(jié)注水量需要通過投撈堵塞器更換水嘴才能實(shí)現(xiàn)，并且需要使用測(cè)試車，存在操作復(fù)雜，調(diào)節(jié)不精確，維護(hù)成本高等缺點(diǎn)，使用過程中一旦配水器失效，只能將整個(gè)管柱起出進(jìn)行更換，且管柱起出過程中容易發(fā)生封隔器不解封造成卡井等情況，會(huì)產(chǎn)生大量的維修費(fèi)用，浪費(fèi)人力物力。

2 四管分層注水工藝管柱技術(shù)梗概

2.1 技術(shù)梗概

四管分層注水工藝管柱是一種四管分層注水工藝管柱，該四管分層注水工藝管柱每個(gè)層段都有獨(dú)立的注水通道，井下無需設(shè)置配水裝置，實(shí)現(xiàn)了地面操作完成定量配水，配水量控制更精確、調(diào)節(jié)更方便，該四管分層注水工藝管柱具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、操縱方便、易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。四管分層注水工藝管柱結(jié)構(gòu)原理見圖1。

2.2 技術(shù)優(yōu)勢(shì)

這種四管分層注水工藝管柱，包括套管和井口，在套管內(nèi)自上而下依次間隔設(shè)有上部橋塞、中部橋塞和下部橋塞，上部橋塞、中部橋塞和下部橋塞將套管內(nèi)沿軸向分隔成四段，每段對(duì)應(yīng)一個(gè)注水層段，注水管由共軸的外層油管、中層油管和內(nèi)層油管構(gòu)成，外層油管、中層油管和內(nèi)層油管將套管內(nèi)沿徑向分隔成套外環(huán)形注水通道、外中環(huán)形注水通道、中內(nèi)環(huán)形注水通道和中心注水通道，外層油管下端接外層油管密封插管，外層油管密封插管與上部橋塞采用泵間隙配合和膠圈雙重密封，外層油管密封插管下緣與中層油管之間環(huán)縫構(gòu)成外中注水口，中層油管下端接中層油管密封插管，中層油管密封插管與中部橋塞采用泵間隙配合和膠圈雙重密封，中層油管密封插管下緣與內(nèi)層油管之間環(huán)縫構(gòu)成中內(nèi)注水口，內(nèi)層油管下端接內(nèi)層油管密封插管，內(nèi)層油管密封插管與下部橋塞采用泵間隙配合和膠圈雙重密封，內(nèi)層油管下端開口構(gòu)成中心注水口。

2.3 技藝效果

四管分層注水工藝管柱由于采用了共軸的套管、外層油管、中層油管和內(nèi)層油管組合，將套管內(nèi)部沿徑向分隔成四條相對(duì)獨(dú)立的注水通道，采用上部橋塞、中部橋塞和下部橋塞將油井分隔出四段，并利用三個(gè)密封插管與三個(gè)橋塞配合，將四條獨(dú)立的注水通道的注水口隔封在對(duì)應(yīng)的層段，從而實(shí)現(xiàn)了每個(gè)層段都有專用的注水通道，用相對(duì)獨(dú)立的四條注水通道為四個(gè)層段單獨(dú)注水，由于各層段的注水通道是獨(dú)立的，各層段注水互不干擾，因此，可以根據(jù)各層段的特性采用不同的參數(shù)精確定量配水，并且，各管之間的環(huán)空僅作注水通道使用，無需在井下設(shè)置配水裝置，而是將所有配水裝置設(shè)置在井上，不但操縱、控制方便，易于維護(hù)，還免除了采用偏心分層注水管柱的投撈配水嘴作業(yè)，克服了偏心分層注水管柱配水器失效后需要將整個(gè)管柱起出進(jìn)行更換的缺陷，本發(fā)明的四管分層注水工藝管柱工作穩(wěn)定、可靠性高。由于采用了在上部橋塞的上方設(shè)有外層油管扶正器，在上部橋塞與中部橋塞之間設(shè)有中層油管扶正器，在中部橋塞與下部橋塞之間設(shè)有內(nèi)層油管扶正器的技術(shù)特征，一方面減小在注水過程中油管蠕動(dòng)幅度，使各管始終保持同軸，避免相鄰管壁間發(fā)生摩擦，另一方面有利于密封插管與橋塞精準(zhǔn)對(duì)接，并可防止油管震動(dòng)而影響密封插管與橋塞間的密封效果，使本發(fā)明的四管分層注水工藝管柱安裝施工更方便，工作更穩(wěn)定，使用壽命更長。

3 四管分層注水工藝管柱應(yīng)用指南

3.1 使用情況

四管分層注水工藝管柱，包括套管和井口，在套管內(nèi)自上而下依次間隔設(shè)有上部橋塞、中部橋塞和下部橋塞，上部橋塞、中部橋塞和下部橋塞將套管內(nèi)沿軸向分隔成上、中、下、底四段，每段對(duì)應(yīng)一個(gè)注水層段，注水管由同心的外層油管、中層油管和內(nèi)層油管構(gòu)成。外層油管、中層油管和內(nèi)層油管將套管內(nèi)沿徑向分隔成套外環(huán)形注水通道、外中環(huán)形注水通道、中內(nèi)環(huán)形注水通道和中心注水通道。外層油管下端接外層油管密封插管，外層油管密封插管與上部橋塞采用泵間隙配合和膠圈雙重密封，外層油管密封插管下緣與中層油管之間環(huán)縫構(gòu)成外中注水口，為中段注水;中層油管下端接中層油管密封插管，中層油管密封插管與中部橋塞采用泵間隙配合和膠圈雙重密封，中層油管密封插管下緣與內(nèi)層油管之間環(huán)縫構(gòu)成中內(nèi)注水口，為下段注水;內(nèi)層油管下端接內(nèi)層油管密封插管，內(nèi)層油管密封插管與下部橋塞采用泵間隙配合和膠圈雙重密封，內(nèi)層油管下端開口構(gòu)成中心注水口，為底段注水;外層油管與套管間的環(huán)空為上段注水。

3.2 技術(shù)改進(jìn)

在外層油管、中層油管和內(nèi)層油管的上部設(shè)有變徑接頭，外層油管、中層油管和內(nèi)層油管經(jīng)變徑接頭擴(kuò)徑后與井口裝置連接。這項(xiàng)技術(shù)中所使用的橋塞優(yōu)選為Y453-112mm可鉆式復(fù)合橋塞，套管為51/2″套管，外層油管上段為31/2″油管，中層油管上段為23/8″油管、下段為1.315″油管，內(nèi)層油管上段為1.315″油管、下段為22mm油管，外層油管扶正器為118mm扶正器，中層油管扶正器為33-124mm彈性扶正器，內(nèi)層油管扶正器為22-124mm彈性扶正器，外層油管密封插管為55mm密封插管、中層油管密封插管為42mm密封插管、內(nèi)層油管密封插管為22mm密封插管，本發(fā)明的四管分層注水工藝管柱與具有四條獨(dú)立控制注水通道的四路注水井口配合使用。

3.3 施工方法

第一，將橋塞坐封工具與可鉆橋塞連接，下到設(shè)計(jì)位置，將可鉆橋塞坐封，坐封后將橋塞坐封工具起出，按先下后上的順序?qū)⑷齻€(gè)橋塞依次坐封;第二，將扶正式密封插管接到油管下方，下油管，油管從外層至內(nèi)層順序下;第三，密封插管離橋塞約10米時(shí)，應(yīng)緩慢下放油管，密封插管與橋塞對(duì)接后緩慢下放油管，指重表發(fā)生變化時(shí)，說明密封插管已下到位，根據(jù)井深上提油管一定距離，以免注水時(shí)油管蠕動(dòng)力反復(fù)作用在橋塞上，影響橋塞的密封效果;第四，起管柱時(shí)按照從內(nèi)層至外層順序起油管;第五，鉆除橋塞。

4 結(jié)束語

作為一種新型工藝，四管分層注水工藝管柱克服了傳統(tǒng)技術(shù)的缺點(diǎn)，加大了技術(shù)創(chuàng)新力度，施工簡(jiǎn)單，展示出了極佳的記憶效果，深受相關(guān)行業(yè)的歡迎與好評(píng)。

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